計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第三版答案

1、第1章概述習(xí)題習(xí)題(答案答案)一選擇題1.D2.B3.CD4.C5.A6.ABC7.A8.C9.B10.B11.C12.A13.ABC14.B15.ABCD16.C17.ABCDE二簡答題1簡述計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是20世紀(jì)最輝煌的成就之一，按照采用的電子器件劃分，計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段。1.第一代計(jì)算機(jī)(1946—1957)其主要特征是邏輯器件使用了電子管，用穿孔卡片機(jī)作為數(shù)據(jù)和指令的輸入設(shè)備，用磁鼓或磁帶作為外存儲(chǔ)器，使用

2、機(jī)器語言編程。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要工作在有空調(diào)的房間里，如果希望它處理什么事情，需要把線路重新連接接，把成千上萬的線重新焊接。1949年發(fā)明了可以存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)使用機(jī)器語言編程，可存儲(chǔ)信息和自動(dòng)處理信息，存儲(chǔ)和處理信息的方法開始發(fā)生革命性的變化。第一代計(jì)算機(jī)體積大、運(yùn)算速度低、存儲(chǔ)容量小、可靠性低。幾乎沒有什么軟件配置，主要用于科學(xué)計(jì)算。盡管如此，第一代計(jì)算機(jī)卻奠定了計(jì)算機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)，如二進(jìn)制、自動(dòng)計(jì)算及程序設(shè)計(jì)等，對(duì)以后計(jì)算

3、機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。其代表機(jī)型有：ENIAC、IBM650(小型機(jī))、IBM709(大型機(jī))等。2.第二代計(jì)算機(jī)(1958—1964)其主要特征是使用晶體管代替了電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用了磁芯體，引入了變址寄存器和浮點(diǎn)運(yùn)算部件，利用IO處理機(jī)提高了輸入輸出能力。這不僅使得計(jì)算機(jī)的體積縮小了很多，同時(shí)增加了機(jī)器的穩(wěn)定性并提高了運(yùn)算速度，而且計(jì)算機(jī)的功耗減小，價(jià)格降低。在軟件方面配置了子程序庫和批處理管理程序，并且推出了Ftran、COB

4、OL、ALGOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言及相應(yīng)的編譯程序，降低了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。除應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算外，它還開始應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制等方面。其代表機(jī)型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。3.第三代計(jì)算機(jī)(1965—1972)其主要特征是用半導(dǎo)體中、小規(guī)模集成電路(IntegratedCircuit，IC)作為元器件代替晶體管等分立元件，用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，使用微程序設(shè)計(jì)技術(shù)簡化處理機(jī)的結(jié)構(gòu)，這臺(tái)小型通用電子計(jì)算機(jī)，

5、即107機(jī)1964年我國第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的大型通用數(shù)字電子管計(jì)算機(jī)119機(jī)研制成功(如圖1.4所示)，平均浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到5萬次每秒。(3)第二代晶體管計(jì)算機(jī)研制(1965—1972)1965年研制成功的我國第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)(109乙機(jī)，共用2萬多支晶體管，3萬多支二極管)。對(duì)109乙機(jī)加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機(jī)，為用戶運(yùn)行了15年，有效算題時(shí)間10萬小時(shí)以上，在我國兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽(yù)為“功勛機(jī)”。同時(shí)華北計(jì)算

6、所先后研制成功108機(jī)、108乙機(jī)(DJS6)、121機(jī)(DJS21)和320機(jī)(DJS6)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)。哈軍工(國防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶體管計(jì)算機(jī)并小批量生產(chǎn)了40多臺(tái)。(4)第三代基于中小規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(1973—20世紀(jì)80年代初)我國于1970年初期陸續(xù)推出大、中、小型采用集成電路的計(jì)算機(jī)。1973年，北京大學(xué)與北京有線電廠等單位合作研制成功運(yùn)算速度每秒100萬次的大型通用計(jì)算

7、機(jī)。進(jìn)入80年代，我國高速計(jì)算機(jī)，特別是向量計(jì)算機(jī)有了新的發(fā)展。1983年中國科學(xué)院計(jì)算所完成我國第一臺(tái)大型向量機(jī)（757機(jī)，如圖1.6所示）計(jì)算速度達(dá)到1000萬次每秒。同年，國防科技大學(xué)研制的銀河Ⅰ億次巨型計(jì)算機(jī)（如圖1.7所示）是我國高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑，它標(biāo)志著我國文革動(dòng)亂時(shí)期與國外拉大的距離又縮小到7年左右(銀河Ⅰ的參考機(jī)克雷Ⅰ于1976年推出)。(5)第四代基于超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(20世紀(jì)80年代中期至今

8、)和國外一樣，我國第四代計(jì)算機(jī)研制也是從微機(jī)開始的。1980年初我國很多單位也開始采用Z80、X86和M6800芯片研制微機(jī)。1983年12月電子部六所研制成功與IBMPC機(jī)兼容的DJS0520微機(jī)。1992年國防科技大學(xué)研究成功銀河Ⅱ通用并行巨型機(jī)，峰值速度達(dá)4億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算(相當(dāng)于每秒10億次基本運(yùn)算操作)，總體上達(dá)到80年代中后期國際先進(jìn)水平。從上世紀(jì)90年代初開始，國際上采用主流的微處理機(jī)芯片研制高性能并行計(jì)算機(jī)已成為一種發(fā)展

9、趨勢(shì)。1993年，國家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心成功研制曙光一號(hào)全對(duì)稱共享存儲(chǔ)多處理機(jī)；1995年，該中心又推出了中國第一臺(tái)具有大規(guī)模并行處理機(jī)(MPP)結(jié)構(gòu)的并行機(jī)曙光1000(含36個(gè)處理機(jī))，峰值速度25億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算，實(shí)際運(yùn)算速度上了10億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算這一高性能臺(tái)階。1997年國防科技大學(xué)成功研制銀河Ⅲ百億次并行巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用可擴(kuò)展分布共享存儲(chǔ)并行處理體系結(jié)構(gòu)，由130多個(gè)處理結(jié)點(diǎn)組成，峰值性能為130億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算，系